Pesquisadores da Universidade Politécnica Peter the Great St. Petersburg (SPbPU) em colaboração com colegas do Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) e várias organizações científicas alemãs, calculou efeitos previamente inexplorados em átomos. Os resultados foram publicados no Revisão Física A , destacado como um artigo Escolha do Editor.

Por muitos anos, pesquisadores em todo o mundo têm procurado por novas partículas além do modelo padrão atualmente aceito de interações fundamentais em física. Essa pesquisa é mais famosa realizada no Grande Colisor de Hádrons. Um grupo de cientistas da Rússia e da Alemanha está empenhado em outra abordagem para este problema com base em métodos de espectroscopia atômica. Esses estudos são menos intensivos em recursos, mas muito promissor devido ao fato de que a precisão dos experimentos é maior na física atômica do que na física de alta energia. Os cientistas da SPbPU calcularam as frequências de transições eletrônicas em diferentes isótopos de um elemento, nesse caso, argônio.

Os pesquisadores examinaram vários estados de íons de argônio com quatro, cinco, e seis elétrons. Estas são configurações eletrônicas ideais. Por um lado, eles podem ser calculados de forma confiável, e por outro lado, eles estão acessíveis para experimentos. Os cientistas analisaram seus resultados usando o enredo de King, um método amplamente utilizado para estudos sistemáticos das mudanças de isótopos de duas transições atômicas em uma cadeia de isótopos.

A teoria moderna afirma que o enredo de King deve ser linear com uma precisão muito alta. Até recentemente, os possíveis efeitos não lineares foram considerados pequenos demais para ter algum interesse prático. Mas o grupo científico internacional calculou os novos efeitos e descobriu que as não linearidades no gráfico de King são mais fortes em quatro ordens do que o esperado anteriormente (no nível de 10 kHz).

Anteriormente, devido às limitações dos instrumentos, tais efeitos não puderam ser detectados, mas uma nova geração de experimentos espectroscópicos aumenta a precisão alcançável em várias ordens de magnitude, tornando, assim, esses efeitos observáveis. Esta é uma contribuição importante para a ciência, confirmando que as idéias geralmente aceitas devem ser ajustadas.

"Se o enredo de King for ligeiramente curvo, isso pode ser uma manifestação de novas partículas além do modelo padrão da física. É necessário continuar estudando esses efeitos em outros átomos com maior número de elétrons para diminuir a influência dos erros de cálculo, "disse Vladimir Yerokhin, pesquisador-chefe do Centro de Estudos Avançados da SPbPU.

No futuro próximo, as previsões teóricas obtidas por cientistas da Universidade Politécnica de São Petersburgo serão verificadas experimentalmente no Physikalisch Technische Bundesanstalt usando as instalações que prendem íons nos campos magnético e elétrico e os investigam usando os métodos da lógica quântica.

"Se a experiência for bem-sucedida, podemos obter restrições sobre os parâmetros da nova partícula proposta além do Modelo Padrão. Além disso, tais experimentos ajudarão a determinar se as constantes fundamentais mudam ao longo do tempo, que é de grande importância para a nossa compreensão do desenvolvimento do Universo, "comentou Vladimir Yerokhin.